大氣輻射學（簡體書）

本書根據作者近年來在中國科學院(原中國科學院中國科學技術大學)研究生院講授《大氣輻射學》的講義，改編、擴充而成。全書共分6章，書末有若干附錄。書中全面、系統地描述了太陽輻射和熱輻射在大氣中傳輸的物理過程和基本規律以及地氣系統的輻射收支等大氣輻射學的基本內容，側重于物理概念的闡述和基本計算方法的介紹；還詳細介紹了大氣輻射學的最新研究成果，特別是輻射氣候學的最新進展。
本書可供研究生(包括碩士生和博士生)以及從事大氣遙感、大氣輻射和當代氣候變化研究的科技人員參考使用。

《中國科學院研究生教學叢書》序
序
前言
緒論
第1章 地球大氣組成及其變化
1.1 大氣的熱結構
1.2 大氣壓力隨高度的變化
1.3 大氣組成及其變化
1.3.1 地球大氣的演化
1.3.2 現今地球大氣的組成
1.3.3 大氣組成的變化
第2章 大氣輻射過程與輻射性質
2.1 熱輻射
2.1.1 熱力學平衡與局地熱力學平衡
2.1.2 熱輻射的基本定律
2.2 氣體分子能級躍遷與光譜特性
2.2.1 大氣分子吸收光譜的形成能級與躍遷
2.2.2 振動-轉動帶的結構
2.2.3 譜線強度、半寬度和線型
2.3 大氣分子吸收光譜
2.3.1 大氣主要分子的紅外吸收光譜
2.3.2 分子光譜資料匯編
2.4 大氣中粒子的光散射與吸收
2.4.1 球形粒子光散射的Mie理論及其算法
2.4.2 非球形粒子的光散射
2.4.3 分子大氣的Rayleigh散射
2.4.4 氣溶膠和云的光學特性及其參數化
第3章 單色輻射傳輸問題的解
3.1 輻射傳輸方程
3.1.1 定義
3.1.2 輻射傳輸方程的一般形式
3.2 對于特殊問題的解析解
3.2.1 無散射大氣的形式解
3.2.2 各向同性散射的奇異本征函數方法
3.3 數值解法
3.3.1 離散坐標法
3.3.2 球諧函數法
3.3.3 倍加-累加法
3.3.4 逐次散射法
3.3.5 Monte Carlo方法
3.4 近似數值解法
3.4.1 二流近似
3.4.2 單次散射近似
3.5 三維輻射傳輸數值方法簡介
3.5.1 輻射場的離散化
3.5.2 球諧函數離散坐標法
第4章 輻射傳輸中的光譜積分
4.1 輻射計算的若干問題
4.1.1 透過率與吸收率
4.1.2 非均勻路徑的透過率
4.2 逐線積分模式
4.2.1 引言
4.2.2 積分樣點的選取
4.2.3 半寬度、譜線位置和線強的近似處理
4.2.4 線翼貢獻的截斷
4.3 帶模式
4.3.1 引言
4.3.2 不同線強分布的帶模式平均吸收
4.3.3 洛倫茲線型的帶模式表達式
4.3.4 CG近似在隨機帶模式中的應用
4.4 吸收系數分布(k分布)模式
4.4.1 k分布模式
4.4.2 相關k分布模式
4.4.3 吸收系數的溫度依賴關係及其處理方法
4.4.4 重疊吸收帶
4.4.5 光子路徑長度分布與整帶k分布函數
4.5 參數化與經驗和半經驗方法
4.5.1 地球大氣太陽輻射吸收的參數化
4.5.2 熱輻射傳輸
第五章 地氣系統輻射平衡擾動的簡單模式表達
5.1 地氣系統的輻射平衡
5.2 能量平衡模式
5.2.1 引言
5.2.2 零維能量平衡模式
5.2.3 一維能量平衡模式
5.2.4 二維能量平衡模式
5.2.5 箱室一擴散大氣-海洋能量平衡模式
5.3 輻射-對流模式
5.3.1 模式基本假定
5.3.2 基本方程
5.3.3 方程的求解
5.3.4 反饋過程
5.3.5 模式流程
5.3.6 若干結果
第6章 氣候變化的輻射強迫
6.1 引言
6.1.1 輻射強迫的基本概念
6.1.2 主要的輻射強迫因子及其大小
6.2 大氣溫室氣體的輻射強迫
6.3 大氣氣溶膠的輻射強迫
6.3.1 引言
6.3.2 對流層氣溶膠的輻射-氣候效應
6.3.3 火山氣溶膠
6.4 太陽變化的輻射強迫
6.4.1 引言
6.4.2 太陽變化的觀測
6.4.3 太陽總輻射通量密度的重建
6.4.4 太陽變化與地球氣候
6.5 云的輻射強迫
6.5.1 云輻射強迫的概念及云對太陽輻射的“異常”吸收
6.5.2 云輻射強迫的計算方法
6.5.3 云-輻射氣候效應的數值模擬
6.6 全球增溫潛能
6.6.1 全球增溫潛能(GWP)的科學定義
6.6.2 GWP的應用
6.6.3 GWP的計算方法
6.6.4 全球溫變潛能(GTP)及其計算方法
6.7 人為熱釋放
主要參考文獻
附錄1 與輻射有關的物理常數
附錄2 單位與換算
附錄3 HITRAN2004分子光譜資料匯編簡介
附錄4 大氣氣溶膠折射指數
附錄5 水和冰的復折射指數
附錄6 地外太陽分光光譜輻射通量密度以及到達地面的太陽輻射通量的簡化計算方法
附錄7 目前世界上若干大氣環流模式中的輻射方案簡介